الطاقة الشمسية الفضائية: هل هي مجرد هلوسة مفاهيم في موجة تريليونات أم حقيقة صناعة؟

مراسلٌ متدرّب: يين جينغ في

مسار الطاقة الشمسية الفضائية يشهد رواجًا شديدًا، ما جعل شركات الطاقة الشمسية الأرضية التي تعاني من “فائض طاقة وانخفاض في الأداء والخسائر” تتسابق إلى “الطيران إلى الفضاء” لنسج القصص. اكتشف مراسل صحيفة 证券时报 عبر تحقيق عميق: إن “الطاقة الشمسية الفضائية” في أغلب الأحيان تبقى حبيسة عروض الشرائح (PPT) والمعامل؛ فالمسارات الساخنة مثل HJT (الخلايا الشمسية ذات الوصل غير المتجانس) والبيروفسكيت تُعدّ “مبدئيًا قابلة للتطبيق، لكن عند صعودها إلى الفضاء تُصبح غير مجدية”؛ بينما ينظر الخبراء إلى PERC (تقنية الخلية الشمسية ذات باعث مُغلف وظهر مُبَطَّن) بوصفها حلًا ناضجًا مُقَلَّل التقييم. ومع غياب آليات التحقق، وتخلف النظام البيئي الصناعي عن النضج ببعيد—فربما يكون هذا “الهلع المتعلق بنجوم السماء والبحر الشاسع” مجرد احتفال بالمفاهيم.

وفي الآونة الأخيرة، أطلقت الجهات الرقابية سلسلة من الإجراءات الصارمة ضد الشركات المدرجة التي تتقاطر خلف “الموضوعات الساخنة”. ودعا خبراء في القطاع إلى: العودة إلى جوهر الهندسة واتباع قوانين الصناعة، كي تتمكن هذه التقنية فعلًا من الوصول إلى “الكون الشاسع”.

الدعاية بالمفهوم: استدعاء ضربات رقابية قوية

تؤدي تقنيات نضجت مثل الصواريخ القابلة للاسترداد إلى دخول عمليات الإطلاق العالمية في عصر التوسع على نطاق واسع، فضلًا عن تصور “الحوسبة الفضائية” الذي طرحه إيلون ماسك، ما غذّى التخيّل بوجود سوق بمقياس تريليون في مجال الطاقة الشمسية الفضائية. ومع دخول أبريل، وبفعل محفزات إيجابية مثل اجتماع إطلاق بنك الاكتتاب (IPO) الذي سيعقده SpaceX في 6 أبريل، عادت بعد “الطاقة الشمسية الفضائية” لتنشط مجددًا على المدى القصير.

منذ بداية هذا العام، تعرضت عدة شركات مدرجة في A股 للعقوبة بسبب المشاركة في دعاية لمفاهيم مثل “SpaceX، والفضاء التجاري، وغيرها”. تعرضت شركات الطاقة الشمسية مثل双良节能(600481) و天合光能 للعقاب؛ إذ إن نشرها معلومات غامضة عن التعاون مع SpaceX شكّل دعاية لاصطياد النقاط الساخنة، فتمت معاقبتها من قبل هيئة تنظيم الأوراق المالية في مقاطعة جيانغسو وتحذيرها من قبل بورصة شنغهاي للأوراق المالية. كذلك، تلقت شركات مثل国科军工 و杭萧钢构(600477) و沃格光电(603773) و电科数字 تحذيرات رقابية؛ وذلك لأن المعلومات المتعلقة بالفضاء التجاري التي نُشرت كانت غير دقيقة وغير مكتملة.

اكتشف مراسل 证券时报 أن معظم الشركات التي “تتبنى المفاهيم” تظهر السمات التالية: إما تضخيم روابط تعاونها مع شركات فضائية مثل SpaceX؛ أو وضع تخطيط تقني فضائي غامض؛ أو استخدام وسوم رائجة بهدف تضليل السوق في الاعتقاد أنها الفاعل الأساسي في مجال الطاقة الشمسية الفضائية.

قال المدير التنفيذي لشركة 金辰股份، تشي هاي شين، لمراسل 证券时报: إن حماسة الطاقة الشمسية الفضائية دفعت بعض الشركات إلى اتباع القطيع في الدعاية، ما يستدعي التمييز بعقلانية بين الأعمال الأساسية للشركة ودرجة ارتباطها بالموضوع الساخن؛ فبعض الشركات لديها بالفعل ترتيب لمنتجات ذات صلة، لكن حجمها ونسبة أعمالها الأساسية تختلفان، ولا يجوز تضخيم الأقوال بسبب سخونة الحكاية. إن الطاقة الشمسية الفضائية هي سيناريو تطبيق جديد وله إمكانات كبيرة، لكن إطلاق السوق يجب أن يكون تدريجيًا، ولا يجوز السعي لتحقيق نمو انفجاري.

ومن منظور الصناعة، يجب أن تنظر الصناعة والاستثمار إلى الطاقة الشمسية الفضائية بعقلانية؛ فلا ينبغي التعجل في تحقيق النتائج أو توقع انفجار قصير الأجل؛ فالتطوير يجب أن يكون تدريجيًا بما يتوافق مع قوانين الصناعة. إن إطلاق سوق الطاقة الشمسية الفضائية أشد صرامة من السوق المدني. رغم أن موارد الفضاء محدودة، فإن الحاجة لدى الشركات للتنافس على القدرة الإنتاجية ملحّة، لكن إذا كانت التقنية غير متقنة فلا ينبغي التهور، حتى لا تتسبب في هدر الموارد واضطراب المشهد الصناعي.

ومن جانب مركز أبحاث تقنيات الهندسة التابع لشركة جنوب الصين للطاقة الشمسية(000591) (تحت اسم مستعار) ليانغ شوانغ، الذي يعمل في أبحاث الطاقة الشمسية الفضائية لأكثر من عشرين عامًا، قال لمراسل 证券时报: إن معلومات قطاع الطاقة الشمسية الفضائية الحالية “تشابك بين بيانات دقيقة ونصف دقيقة ومحتوى يخالف الفطرة السليمة وما يُنقل من افواه الناس”. تتبادل الشركات الرائدة للطاقة الشمسية الأرضية كثيرًا في تباحثات، لكنها لا تفضي إلى توافق واضح. إن تصور الطاقة الشمسية الفضائية مع الحوسبة الفضائية الذي طرحه ماسك، “رغم أن الخيال غني، إلا أن الفجوة مع واقع الهندسة كبيرة جدًا”، وقد شكك خبراء في المجال الفضائي الأمريكي بشكل علني في الطرح.

تتعامل الجهات الرقابية بصرامة مع سلوك الدعاية. وأفادت شركات الطاقة الشمسية الأساسية المدرجة ذات الصلة لمراسل 证券时报 بأنه في الوقت الحالي، يتعامل الوسط الصناعي مع مصطلحات الطاقة الشمسية الفضائية مثل البيروفسكيت وكأنها “محرّم ذكرها”.

الحقائق التقنية:

لا يمكن للطاقة الشمسية الأرضية أن تصعد إلى الفضاء مباشرة

باعتبارها “محطة تعبئة” للأقمار الصناعية، تتوزع الطاقة الشمسية الفضائية أساسًا على ثلاث مسارات تقنية: خلايا زرنيخيد الغاليوم، وخلايا HJT، وخلايا البيروفسكيت. خلايا زرنيخيد الغاليوم هي المسار السائد لكنها مكلفة؛ أما خلايا HJT والبيروفسكيت فلم تُطبق فعليًا بعد بسبب عدم نضج التقنية.

وفيما تتنافس شركات الطاقة الشمسية على الأرض في “الضغط في كل شيء” حتى الموت، من الذي سيحصل على تذكرة السفينة المستقبلية إلى الطاقة الشمسية الفضائية؟

غالبية شركات الطاقة الشمسية إما تبقى حبيسة المعامل تراقب معدلات تحويل الطاقة الكهربائية الضوئية، وبعض الشركات تقوم بإرسال خلايا الطاقة الشمسية إلى الفضاء للاختبار؛ وفي حالات أخرى تدخل بعض الشركات إلى هذا المسار عبر عمليات الدمج والاستحواذ.

وفيما يتعلق بشركة 协鑫科技، قال مراسل 证券时报: إن الشركة أكملت في 2023 أول تجربة عالمية على الإطلاق لربط مكونات البيروفسكيت على متن الفضاء، وتعتزم في 2026 إجراء اختبار إرسال عينات مع المعهد 811 التابع للمجموعة الصينية لتكنولوجيا الفضاء 中国航天科技(000901) للتحقق بالقرب من الفضاء. كما قامت شركة 隆基绿能 لبطاريات HPBC بتركيبها على متن مركبات شينتشو مرتين لإتمام قياسات في الفضاء، وطرحت بطارية مرنة متعددة الطبقات بكفاءة 33.4%. بدورها قالت晶科能源 إن كفاءة خلايا البيروفسكيت متعددة الطبقات في المعمل بلغت 34.76%، وإنها تتشارك مع晶泰科技 لبناء خط تجارب AI لتسريع التطوير. أما شركة 钧达股份(002865) فدخلت مجال تطوير خلايا الأقمار الصناعية والأنظمة الكاملة عبر طرق مثل الاستحواذ والتعاون.

وقال الخبير المشاور لدى جمعية صناعة الطاقة الشمسية الصينية 吕锦标 للصحفي: إن كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية الضوئية المعلنة للبيروفسكيت في المختبر غالبًا ما تكون نتائج على مساحة صغيرة وبظروف مثالية فقط؛ فهل يمكن تكرارها؟ وهل يمكن اجتياز اختبارات التجربة الصغيرة والتجربة التجريبية (الصغيرة والمتوسطة) ثم تحويلها إلى إنتاج صناعي؟ ما زال أمامها طريق طويل.

قال ليانغ شوانغ بصراحة إن منطق تطوير واختبار الطاقة الشمسية الفضائية يحتاج إلى تعديل عاجل. فبالنسبة للطاقة الشمسية الأرضية، يكون التركيز أكثر على التكلفة وإنتاج الكهرباء. وفي الوقت الحالي تهتم شركات الطاقة الشمسية بكفاءة تحويل الطاقة الكهربائية الضوئية، لكن بما أن القمر الصناعي لا يمكن إصلاحه ولا استبداله، فإن فشل الخلية يعني تقاعد القمر الصناعي. لذا تُعدّ الاعتمادية المؤشر رقم واحد، وتأتي الكفاءة كمؤشر ثانوي فقط. إن منطق التصميم مختلف تمامًا.

بالإضافة إلى الدعاية، هل يمكن لِمسار HJT والبيروفسكيت أن ينجح؟

من وجهة نظر ليانغ شوانغ، فإن مبدأ HJT قابل للتطبيق، لكن نسبة “الفعالية مقابل التكلفة” في الفضاء منخفضة جدًا.

صرّح هذا الخبير في الطاقة الشمسية الفضائية بأن HJT ليس مستحيلًا استخدامه في الفضاء بشكل مطلق، لكن الأمر يتطلب إعادة هندسة شاملة لمواد الأقطاب الكهربائية وطرق التصنيع وتقنيات التغليف بما يناسب بيئة الفضاء. بعد التعديل قد تظهر مشكلات مثل انخفاض الكفاءة وارتفاع التكلفة. فالأقطاب الكهربائية الخاصة بـ HJT على الأرض لا تتحمل تغيّرات درجات الحرارة الشديدة والإشعاع في الفضاء، وتميل المنتجات غير المُحسّنة إلى التعطل السريع في المدار. وبعد التعديل قد تلبي الاستخدام قصير المدى (مثل 6 أشهر)، لكن الاعتمادية والاستقرار على المدى الطويل (5 سنوات أو أكثر) غير كافيين، ما يجعل نسبة الكفاءة الشاملة بعيدة عن تفوق المسار القديم لخلايا الطاقة الشمسية PERC. كما أن مسارات البحث داخل القطاع تتشابه كثيرًا، إذ تدور حول تحسين التكيّف مع البيئة، ولا توجد اختراقات أصيلة مغايرة.

وكشف ليانغ شوانغ أن هناك شركات أرسلت خلايا HJT الأرضية مباشرة إلى الفضاء، لكنها فقدت الفعالية بعد أيام إلى أشهر قليلة، لكن الأطراف المعنية لم تنشر نتائج فشلها.

لكن تشي هاي شين قال إن هذه الحالات تقع ضمن أحداث احتمالية. فبيئة الفضاء معقدة، كما أن تشغيل القمر الصناعي في المدار بحد ذاته ينطوي على احتمالات أعطال متنوعة. ولا يمكن بحال نفي إمكانية تكيّف HJT مع الفضاء لمجرد ظهور مشكلة في بعض الاختبارات.

أما خلايا البيروفسكيت، فمبدؤها مناسب للفضاء، لكن يتطلب إعادة بناء كامل لمسار التطوير.

قال ليانغ شوانغ لمراسل 证券时报: “من الناحية العلمية، فإن خلايا البيروفسكيت أكثر ملاءمة لتطبيقات الأقمار الصناعية من السيليكون البلوري، كما أن تسامح الأقمار الصناعية مع تكلفة الخلية أعلى بكثير من التسامح على الأرض. لكن مسارها التقني الحالي غير قابل للحل. تكمن ميزةها الأساسية في الاستجابة للضوء الضعيف، وتجنب تحلل الماء والأكسجين في بيئة الفراغ، وبالنظر إلى الأداء النظري فهي تتفوق على السيليكون البلوري؛ ومن الممكن على المدى الطويل أن تحل محل خلايا زرنيخيد الغاليوم. لكن العيب القاتل واضح أيضًا: لا تستطيع خلايا البيروفسكيت على الأرض اجتياز اختبارات تبدل درجات الحرارة بين المرتفع والمنخفض في الفضاء، ولا اختبارات الأشعة فوق البنفسجية الشديدة والتعرض للإشعاع. فالمركبات العضوية تتحلل وتتسامى بسهولة، وتفشل حتى عند التخزين في درجات حرارة مرتفعة لبضع ساعات”.

وأشار إلى أنه من ناحية مسار التطوير، يجب التخلي عن فكرة “استبدال السيليكون البلوري الأرضي”، والاتجاه نحو تطوير تقنيات مخصصة للفضاء، ومعالجة تحديات الاستقرار ومقاومة الإشعاع، بحيث يُتوقع ظهور مسار قابل للتطبيق خلال 5 سنوات تقريبًا.

وبالنسبة لخلايا PERC، فهي مسار تقني للفضاء أقل تقييمًا من قبل القطاع، وقد تشهد “ولادة جديدة ثانية”.

قدّم ليانغ شوانغ شرحًا: بوصفها أكثر مسارات تقنيات الطاقة الشمسية نضجًا، فإن السوق عمومًا ينظر إلى PERC بوصفها طاقة إنتاج متأخرة. لكن في مجال الفضاء، فهي حل ناضج مُتحقق منه عبر زمن طويل. “قبل عام 2010، كانت غالبية الأقمار الصناعية العالمية تعتمد خلايا أحادية البلور/PERC، وقد تم اختبار درجة نضج التقنية والموثوقية عبر عشرات السنين من التحقق في المدار، ويمكن بسهولة تلبية عمر 10—20 سنة في الفضاء.” وتوقع أن تعود الطاقة الشمسية الأرضية تدريجيًا إلى PERC أيضًا بسبب مشاكل تدهور محطات HJT. إن خطوط إنتاج TopCon الحالية يمكنها التوافق مع إنتاج PERC، ولا يحتاج القطاع إلى التخلص من الطاقة الإنتاجية بالكامل؛ يكفي إعادة تشغيل تحسين التقنية.

الواقع الصناعي:

“مأزق التحقق” و“صعوبة النظام البيئي”

في ظل ضجيج أسواق رأس المال، تواجه الطاقة الشمسية الفضائية اختبارًا صارمًا من “المفهوم” إلى “الهندسة”. ورغم آفاقها الواسعة، إلا أن القطاع يواجه فعليًا تحديات واقعية مثل غياب منظومة التحقق، وانحراف مسارات التقنية عن بعضها، وحواجز التكلفة.

أول ما يبرز هو مأزق التحقق. قال أحد المعنيين بشركة 迈为股份(300751) لمراسل 证券时报 بصراحة: سواء كانت HJT أو البيروفسكيت، فمن حيث المبدأ فهي قابلة للتطبيق نظريًا، لكن القطاع عمومًا يفتقر إلى بيانات تحقق تجريبية في المدار.

ينبع غياب هذه البيانات من الفوضى والثغرات في مرحلة التحقق. وذكر ليانغ ران (اسم مستعار)، وهو شخص يعمل في تطوير أجنحة شمسية للأقمار الصناعية لدى جهة فضائية، لمراسل 证券时报: في الوقت الحالي تصلهم طلبات كثيرة من شركات طاقة شمسية أرضية تطلب التحقق في الفضاء، لكن الطرفين غالبًا “لا يكونان على نفس الموجة”. فعلى سبيل المثال، تقوم كثير من الشركات مباشرة باختبار خلايا من النوع N، دون أن تدرك أن خلايا النوع P هي الأكثر ملاءمة لبيئة الفضاء؛ والأدهى من ذلك أن بعض الأطراف لا تكون قد “دخلت من الباب بعد” في التحقق والتحسينات التي ينبغي القيام بها في المرحلة الأرضية.

والأسوأ، أن بعض ما يسمى “التحقق” يقتصر على الشكل. كشف ليانغ ران أنه في بعض الحالات، ترسل شركات طاقة شمسية الخلايا إلى الفضاء، لكنها لا تُشغّل توليد الكهرباء. وقال ليانغ شوانغ إن إرسال عينات من شركات الطاقة الشمسية إلى مؤسسات مثل المعاهد الفضائية يعد مجرد نقطة بداية للتحقق؛ إذ يتطلب الأمر سلسلة طويلة من الخطوات مثل اختبارات على الأرض، وتركيب في المدار، وجمع بيانات القياس عن بُعد (telemetry). وبحسب المدة، قد يستغرق الأمر من 2—3 سنوات (للأقصر) وحتى 5—8 سنوات (للطويل) حتى يتحقق التحول إلى الاستخدام التجاري، مع ضرورة المرور بتوثيق على مستوى نظام الأقمار الصناعية، وليس مجرد إرسال للفحص.

إن جذور هذا المأزق تكمن في انحراف إدراك “اختلاف السماء والأرض”. أكد ليانغ شوانغ أن منتجات الطاقة الشمسية الأرضية لا يمكن استخدامها في الفضاء بنسبة 100%؛ فبينهما اختلاف جوهري. أولًا: فروقات شديدة في درجات الحرارة. إذ يجب أن تتحمل الفضاء فروقات تبلغ من ±80℃ إلى ±120℃. ففي الأقمار الصناعية المدارية المنخفضة، تصل دورات اليوم والليل إلى 15 مرة تقريبًا، بينما على الأرض يتحقق فقط من +80℃ إلى -20℃ وبأقل من دورة واحدة يوميًا. ثانيًا: بيئة إشعاع قوية. فالأشعة فوق البنفسجية في الفضاء والجسيمات عالية الطاقة تسبب ضررًا بالغًا للمواد، ولا توجد على الأرض ظروف محاكاة مقابلة. ثالثًا: حواجز في سلسلة العمليات. إذ إن معدلات الفشل تكون مرتفعة جدًا بعد أن تعبر تقنيات اللحام والتغليف الأرضية إلى الفضاء، ويتعين اعتماد عمليات مخصصة للأقمار الصناعية.

وقال吕锦标 لمراسل 证券时报 إن تطوير الطاقة الشمسية الفضائية لا يمكن أن يركز فقط على تقنية الخلايا نفسها، بل يجب أن يُنظر إلى الأمر في سياق السلسلة الصناعية بأكملها والنظام البيئي التجاري. الشرط الحقيقي لامتلاك الطاقة الشمسية الفضائية قابلية للتطبيق هو أن تبدأ احتياجات السوق بالتشكل—مثل وجود آلاف الأقمار الصناعية التي تحتاج إلى كهرباء، وأن تكون لهذه الأقمار خدمات تجارية محددة وأوضاع أعمال واضحة.

من الواضح أن عنق الزجاجة في قدرات الإطلاق، و“عدم اليقين” في الحوسبة الفضائية يقيّدان الانتشار واسع النطاق للطاقة الشمسية الفضائية. وقال ليانغ شوانغ إن وفقًا لقدرات الإطلاق الحالية، فإن تصور ماسك المتمثل في مليون قمر صناعي يحتاج إلى قرن لإتمامه. وفي الوقت نفسه، فإن تكلفة قطع مثل وحدات معالجة الرسومات GPU في الفضاء والذاكرة مرتفعة جدًا، كما أنها قد تفقد قدرتها في المدار بسهولة، ما يجعل الإطلاق وفق آليات السوق بعيدًا. كذلك، تعد التكلفة عقبة كبيرة أمام تسويق الطاقة الشمسية الفضائية تجاريًا. وقد حسب ليانغ شوانغ: حتى لو خفّضت SpaceX تكلفة الإطلاق إلى 2000 دولار للكيلوغرام، فإن إرسال نظام بحجم 1GW إلى المدار يحتاج إلى مئات مليارات الدولارات.

كما يثير “التوافق على مستوى سلسلة الصناعة” شكوكًا في السوق. فمن ناحية المواد الخام، لا تتوافر طاقات إنتاج كافية من مواد شديدة الخفة ومقاومة للإشعاع وتحمل درجات حرارة مرتفعة. ومن ناحية التصنيع في المرحلة الوسطى، فإن القدرة على إنتاج مكونات طاقة شمسية مخصصة بمستوى فضائي نادرة؛ وغالبية الشركات لا تزال تعتمد إنتاج دفعات صغيرة مثل الموجود في المختبر. ومن ناحية التشغيل والصيانة في المرحلة السفلية، فإن الروبوتات في المدار(300024) ومعدات الصيانة للفضاء تكاد تكون معدومة. وفي هذا الصدد، قال吕锦标 إن مواد الفضاء المقاومة للحرارة، وإمكانات إنتاج المكونات المخصصة، سوف تأتي من منافسة السوق بعد أن تصبح الاحتياجات التجارية واضحة، وليس من إنشاء السلسلة الصناعية أولًا ثم الانتظار لاحقًا.

وبالنظر إلى موجة الحماس، يلزم العودة إلى العقلانية، وإعادة بناء ترتيب الأولويات التقنية والإيقاع الصناعي.

قال ليانغ شوانغ: “أولًا، يجب إعادة تشكيل أولويات التقنية: ينبغي على الطاقة الشمسية الفضائية أن تتخلى عن ‘عبادة كفاءة المختبر’، وأن تجعل البراغماتية في قلب التوجه؛ إذ ينبغي إعطاء الأولوية لحل مشكلات الاعتمادية، والتكيّف البيئي، وعمر الخدمة في المدار، بينما تُعد الكفاءة مجرد مؤشر مساعد. ثانيًا، ينبغي تمايز المسارات: تركز HJT على سيناريوهات الأرض، وتتمسك PERC بمكانتها كمسار رئيسي في الفضاء، وتتحول البيروفسكيت إلى تطوير مخصص للفضاء—وكل منها يؤدي دوره دون منافسة عمياء عبر السيناريوهات. ثالثًا، يجب إبطاء إيقاع الصناعة: على شركات الطاقة الشمسية أن تخطط بعقلانية، وتتعامل مع الطاقة الشمسية الفضائية بوصفها احتياطًا تقنيًا طويل الأجل لأكثر من 10 سنوات، وليس نقطة نمو قصيرة المدى للأداء.”

وأخيرًا أكد: “في موجة الحماس للطاقة الشمسية الفضائية، لا يوجد طريق سوى العودة إلى جوهر الهندسة وقوانين الصناعة، والتخلي عن الترويج المُؤَسْطر بواسطة التمويل والتوجيه الإعلامي الأحادي؛ عندها فقط يمكن لهذه التقنية أن تتجه فعلًا نحو الاستخدام العملي بدل أن تبقى ضمن قصص الخيال العلمي وروايات رأس المال.”

(المحرر: Zhang Yang HN080)

     【إخلاء المسؤولية】 يعبّر هذا المقال فقط عن آراء المؤلف الشخصية ولا علاقة له بشبكة Hexun. تظل شبكة Hexun على الحياد تجاه التصريحات وقرارات الحكم الواردة في النص ولا تقدم أي ضمان صريح أو ضمني بخصوص دقة أو موثوقية أو اكتمال المحتوى المذكور. يُرجى من القراء الاعتماد على أنفسهم فقط كمراجع، ويتحملون جميع المسؤوليات بأنفسهم. البريد الإلكتروني: news_center@staff.hexun.com